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Die Erfindung bezieht sich auf ein geschäumtes Fahrzeug-
Innenaustattungsteil und die Herstellung eines solchen
Teiles. Insbesondere ist die Erfindung auf einen geschäumten
Gegenstand gerichtet, der einen Verstärkungseinsatz
aufweist, der an einen äußeren Schalen- oder Mantelteil
derartig angepaßt und mit diesem verbunden ist, um eine
fertige Oberfläche zur Verbindung mit einem inneren
Fahrzeugkörperteil zu bilden.
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Es sind Fahrzeugausstattungsteile bekannt, welche eine
äußere Schale aufweisen, die bereichsweise mit Urethanschaum
ausgeschäumt werden. In diesen Fällen ist, um den
Ausstattungsteil mit einem Bauteil des Innenraums des
Fahrzeuges zu verbinden, ein Einsatz vorgesehen, um durch
zweckmäßige Befestigungsmittel eine Verbindungsstelle des
Teils an einem Fahrzeuginnenteil festzulegen. Ein Beispiel
derartiger zusammengesetzter Strukturen findet sich in der
US-A-3,123, 403. Bei dieser Ausstattungsart wird eine
Automobilarmlehne gebildet, welche zwei Endteile aufweist,
welche mit Hilfe von Schraubbefestigungen an einem inneren
Fahrzeugkörperteil verbunden sind. Die Verbindungsstelle für
die Armlehne ist ein Einsatz, welcher im Inneren der
Automobilarmlehne angeordnet ist.
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Derartige zusammengesetzte Strukturen weisen bereits
fertiggestellte Schalen- oder Mantelbauteile auf, die über
eine rückseitige Schicht aus Schaumstoff an einem Einsatz
befestigt sind. Die Schale und der Einsatz werden beide in
einer Formvorrichtung in Abstandslage eingesetzt, um einen
Hohlraum für die schaumbildenden Stoffe zu bilden, welche
reagieren, um eine Schaumstoffhinterlegung für die Schale
und die Verbindung zwischen dem Einsatz und der Schale zu
bilden. Der geformte Teil wird dann mit einer separaten
Rückplatte durch zweckmäßige Befestigungsmittel verbunden,
die den Einsatz und/oder die Schale verbinden, um einen
Gegenstand zu bilden, welcher sowohl an den inneren als auch
den äußeren Abschnitten des endgültigen Gegenstandes fertig
zu sein scheint. Zusammengesetzte Strukturen, wie eine
Konsole oder Handschuhfach-Türauskleidungen können so
gestaltet werden, daß sie Schalen- oder Mantelteile aus
flexiblen Polyvinylchloridoberflächen haben, welche zu
anderen Bauteilen des Fahrzeuginnenraums passen, die eine
entsprechende Abdeckung aufweisen. Die Rückplatte überdeckt
die unfertigen oder rohen Kanten des geformten Einsatzes und
der Schalenbauteile. Als Folge hiervon sind keine rohen
Kanten, Ränder oder Schaumgrate vorhanden, an welchen
Kleidungsstücke oder dergl. hängenbleiben können, wenn die
Tür geöffnet wird.
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Die US-A-3,620,566 zeigt eine Fahrgastraum-Armlehne mit
einer Basisplatte, die durch Verschweißungen an Ort und
Stelle befestigt wird. Die US-A-3,773,875 zeigt ein
Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Artikels. Diese
Patente zeigen jedoch nicht die Verwendung eines Einsatzes,
um die rohen und unfertigen Kanten eines zusammengesetzten
Zwischenstücken zu überdecken.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, die
Notwendigkeit zu vermeiden, einen separaten
Rückplattenbauteil vorzusehen und weiterhin zu vermeiden, daß dieser
durch zweckmäßige Befestigungseinrichtungen, wie
beispielsweise Schrauben, an der schaumgeformten Schale und
Einsatzbauteilen des Teiles zu befestigen ist.
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Typische Fahrzeug-Innenausstattungsteile, auf welche die
Erfindung anwendbar ist, sind Türpaneele, Türauskleidungen,
Hohlraumbauteile, Armlehnen, Konsolen und Armaturenbretter
derjenigen Art, die einen teilweise ausgeschäumten Kern
aufweisen, der an eine äußere Haut aus flexiblem Material
gebunden ist und als Unterlage für diese dient,
beispielsweise Polyvinylchloridmaterial, welches durch einen
Formeinsatzteil verstärkt wird, der während des Formens in
bezug auf die unfertigen Kanten der äußeren Schale so
angeordnet wird, um zwischen diesen einen Zwischenraum zu
erzeugen, in welchem das geschäumte Material reagiert und
fließt, um einen leichtgewichtigen Schaumkern zu bilden. Wir
schlagen vor, Vorkehrungen an dem Formeinsatz zu treffen,
die sowohl dazu dienen, die rohen Ränder der Haut abzudecken
als auch den Einsatz für die äußere Haut auszunehmen, um auf
diese Art und Weise einen Rückteil für den Teil zu schaffen,
der auch mit dem Schaumkern verbunden ist, um auf diese Art
und Weise eine separate Rückplatte und deren Befestigungen
unnötig zu machen.
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Ein isoliertes zusammengesetztes Aluminiumprofil für ein
Fenster oder dergl. ist in der US-A-4,525,408 beschrieben.
Dieses wird dadurch hergestellt, daß zwei separate
Profilteile in einer Befestigungseinrichtung angeordnet
werden, die beiden Teile durch Kunststoffstreifen, die mit
Nuten in den Teilen in Eingriff treten, verbunden werden, um
ein eingeschlossenes, beabstandetes verbundenes Element
durch die Teile und die Streifen zu bilden, der Raum mit
einem isolierenden Plastikschaum gefüllt wird und, wenn der
Schaum expandiert hat und ausgehärtet ist, die Profile aus
der Befestigungseinrichtung entnommen und die Nuten
deformiert werden, um die Plastikstreifen darin zu
befestigen. Dieses Patent zeigt nicht die Verwendung einer
flexiblen Schale mit rohen, scharfen, unfertigen Rändern,
welche wirkungsvoll durch einen Einsatz abgedeckt werden,
welcher die Rückplatte des geschäumten Produktes bildet.
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Die Erfindung verkörpert sich in einem Verfahren zur
Herstellung eines Fahrzeug-Innenausstattungsteils mit einem
flexiblen äußeren Mantel und einem Einsatz, welcher einen
integralen Rückenteil an dem Innenausstattungsteil bildet,
aufweisend die Stufen des Bereitstellens eines
Hohlraumformteiles mit einer an ihm ausgebildeten
Stützfläche; des Vorsehens eines Form-Deckelteiles und eines
Werkzeug-Einsatzteiles, welcher diesem arbeitsmäßig
zugeordnet ist, um den Hohlraumformteil zu schließen;
Vorsehen eines Mantels oder Schalenteils aus nachgiebigem
Material mit einem an ihm ausgebildeten Roh-Umfangsrand und
des Halterns des Schalenteils durch Anordnen von deren
Außenfläche auf der Stützfläche des Hohlraumformteiles bei
gleichzeitiger Anordnung des Roh-Umfangrandes im Abstand zum
Hohlraumformteil, um einen Zwischenraum für Schaum zu
bilden; Vorsehen eines vielseitigen im wesentlichen ebenen
Einsatzes mit einem durchgehenden Umfangsrand, einer inneren
und äußeren Fläche und einem einstückig ausgebildeten
Flansch , der im wesentlichen zur Außenfläche senkrecht
ausgebildet und in Parallelabstandslage innen zu dem
Umfangsrand um den Umfang umlaufend ausgebildet ist, um
Längsseitenflansche und Kopfseitenflansche an dem Einsatz
festzulegen, die Längen haben, die denen des Roh-
Umfangsrandes entsprechen; Anordnen des Einsatzes innerhalb
des Schaumzwischenraumes, um einen Spalt zwischen dem Roh-
Umfangsrand und der äußeren Fläche des Einsatzes zu bilden,
wobei sich der gesamte Flansch außerhalb des Schaum-
Zwischenraums und innerhalb des Roh-Umfangsrandes befindet;
Einleiten von Schaum-Vormaterial in den Schaum-Zwischenraum
und den Spalt und Aufschäumen des Materials in diesem Raum,
um auf diese Art und Weise einen Schaumkern in den
Schaumzwischenraum und dem Spalt zu bilden und um die innere
Oberfläche des Einsatzes und der Schale an den Kern zu
binden; Vorsehen eines Nachformwerkzeuges; Entnehmen der
ausgeschäumten Schale und des Einsatzes aus dem
Hohlraumformteil und Abstützen der äußeren Fläche der Schale
gegenüber dem Nachformwerkzeug, um den Integralflansch in
einer nach oben zeigenden Richtung anzuordnen; und
darauffolgend Anlegen einer Kraft an den Integralflansch, um
zu bewirken, daß dieser sich um 90º verbiegt, so daß er
oberhalb des Roh-Umfangsrandes liegt, um den Roh-Rand an Ort
und Stelle zu haltern, um sowohl den Roh-Umfangsrand als
auch den zwischen dem Roh-Umfangsrand und dem Einsatz
gebildeten Spalt zu überdecken.
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Die Erfindung verkörpert sich weiterhin in einem
Fahrzeug-Innenausstattungsteil , aufweisend einen äußeren Mantel aus
flexiblem Material mit einem Roh-Rand welcher kontinuierlich
um den Umfang des Mantels ausgebildet ist; einen Formteil-
Einsatz, der in Abstandslage zum flexiblen Mantel angeordnet
ist und einen innen angeordneten Umfangsrand aufweist, der
an diesem in Abstandslage zu dem kontinuierlich
ausgebildeten Roh-Umfangsrand des Mantels ausgebildet ist,
wobei der Einsatz in Abstandslage zum Mantel angeordnet ist,
um einen Hohlraum zwischen diesen Teilen zu bilden; wobei
Schaummaterial den Hohlraum und den Spalt zwischen dem
Roh-Rand und dem Innenumfang des Einsatzes ausfüllt; und ein
durch Wärme nachverformter äußerer Flansch an dem Einsatz in
Überlappungslage zu der äußeren Fläche des Mantels
angeordnet ist, um eine um den vollen Umfang sowohl des
Mantels als auch des Einsatzes laufende Fläche
fertigzustellen, wodurch der Einsatz mit dem Mantel
verbunden worden ist, um einen freiliegenden Rückenteil an
dem Mantel zu bilden, um sowohl diesen als auch das
Schaummaterial abzustützen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr
beispielsweise unter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben;
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Figuren 1 bis 3 zeigen schaubildliche Ansichten eines
Formwerkzeuges, um eine zusammengesetzte Struktur zu formen,
die eine äußere Schale und einen Einsatzbauteil aufweist, um
einen Schaumrücken für die Schale zu bilden;
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Figur 2A ist eine Teilansicht einer abgewandelten
Anordnung der Einspritzöffnung;
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Figur 4 ist eine schaubildliche Ansicht eines
zusammengesetzten Kunststoffbauteiles;
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Figur 4A ist eine schaubildliche Ansicht der Ecke der
Struktur;
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Figur 5 ist eine Schnittansicht eines Einsatzbauteiles
der zusammengesetzten Struktur, die in dem Formwerkzeug der
Figuren 1 bis 3 hergestellt worden ist;
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Figur 6 ist eine Querschnittsansicht des
zusammengesetzten Bauteils, welcher durch die
Formvorrichtung der Figuren 1 bis 3 hergestellt worden ist
und
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Figur 7 ist eine Querschnittsansicht einer
Warmformeinrichtung des Einsatzes, um eine Abdeckung der
rohen Kanten in dem Türenbauteil nach Figur 4 zu bilden und
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Figuren 8A - 8D sind schaubildliche Ansichten eines
Heißluftgerätes und eines Rollenwerkzeuges, um ein zweites
Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung und die
Herstellung dieses Gegenstandes werden unter Bezugnahme auf
eine zusammengesetzte Kunststofftür beschrieben,
beispielsweise eine Tür für ein Handschuhfach oder eine
Konsole zur Verwendung in Verbindung mit einer
Fahrzeuginnenraumausstattung.
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Figur 4 zeigt einen repräsentativen Typ eines
Innenausstattungsteiles 10 für eine Tür für ein
Handschuhfach. Die Tür weist einen äußeren Mantel- oder
Schalenteil 12 oder Außenhautteil aus flexiblem gemasertem
Polyvinylchloridmaterial auf, welcher nach dem in der US-A-
4,562,032 beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann,
um ein feingemasertes Aussehen auf der äußeren
Schalenoberfläche 14 zu erhalten. Ein Einsatz 16 bildet den
Rücken der Tür 10.
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Die Formwerkzeuge gemäß der Erfindung sind, wie in den
Figuren 1 bis 3 gezeigt, ausgestaltet, um einen Vorformling
herzustellen. Ein Formdeckelteil 18 hält den Formeinsatz 16
in Abstandslage zu einem Hohlraumformteil 20. Als
Alternative kann der Einsatz 16, wie in Figur 2 in
unterbrochenen Linien 16a gezeigt, unter Vorspannung
angeordnet werden. Der Hohlraumformteil 20 haltert den
äußeren Schalenteil 12.
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Der Einsatz 16 ist insbesondere, wie dies in den Figuren 1
und 5 gezeigt ist, ein Kunststoffteil mit einer ebenen
Erstreckung, die im wesentlichen gleich derjenigen einer
Öffnung in dem äußeren Schalenteil 12 ist, welche
ihrerseits durch einen rohen und unfertigen Rand oder eine
Kante 28 umgrenzt ist, die über den Umfang des äußeren
Schalenteils 12 verlaufend ausgebildet ist. Der Einsatz 24
weist eine Umfangskante 30 auf, die durch den Formdeckelteil
18 so lokalisiert wird, daß sie in unmittelbarer
Abstandslage zu dem rohen Rand 28 angeordnet ist, welcher
mit Hilfe von Schwenkwerkzeugeinsätzen und/oder Schubteilen
32, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, so umgelegt wird,
daß er den Rand 30 abdeckt. Der Einsatz 16 weist
insbesondere einen vorstehenden, einstückig geformten
Flansch 34 mit Segmenten 34a an den Seiten und Segmenten 34b
an den Enden des Einsatzes 16 auf, die in Nachbarlage mit
dem distalen Ende der unfertigen Kante 28 angeordnet worden
sind. Die Segmente 34a und 34b sind im wesentlichen
senkrecht zu der ebenen Erstreckung des Einsatzes 16
ausgebildet. Der Deckelformteil 18 wird in bezug auf den
Hohlraumformteil 20 geschlossen und abgedichtet. Der Einsatz
16 weist eine Öffnung 36 zur Aufnahme von schaumbildenden
Stoffen aus einer Schaumeinlaßdüse 38 auf, welche die
schaumbildenden Stoffe in einen Hohlraum 40 leitet, der
zwischen der durch die Form gehalterten äußeren Schale 12
und dem durch die Form gehalterten Einsatz 16 gebildet wird.
Die schaumbildenden Stoffe reagieren innerhalb des
Hohlraumes und fließen in einen Umfangszwischenraum 41
hinein, der um den Einsatz 16 und die Schale 12 an deren
äußeren Kanten gebildet wird.
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Nach der Reaktion des Schaumes kann ein Zwischenbauteil 42
der Formvorrichtung nach Figur 1 entnommen werden, wobei
dessen Aufbau in Figur 6 gezeigt ist. Der Zwischenbauteil 42
weist demzufolge eine äußere Oberfläche auf, die durch die
äußere Schale 12 gebildet ist. An der Rückseite dieses
Teiles ist eine rohe Kante aus Schaum und Polyvinylchlorid
gebildet, die sich kontinuierlich um den Einsatz 16 herum
in einem Bereich erstreckt, der dem vertikalen Flansch 34
benachbart ist.
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Nach Vervollständigung des Zwischenbauteils 42 wird dieser
in eine geheizte Form 44 gegeben. Insbesondere wird die
äußere Fläche 14 der äußeren Schale 12 auf die innere Fläche
46 eines aufnehmenden Formnestes 48 gelegt. Das Nest 48 ist
so gestaltet, um die äußere Fläche 14 der Schale so
aufzunehmen, daß diese während des Nachformvorganges sich
nicht verändert. Der Nachformvorgang schließt den Einsatz
eines erhitzten Formteils 50 mit ein, der auf den Flansch 34
einwirkt, um diesen aus seiner vertikalen Lage heraus zu
verformen. Insbesondere weist der Formteil 50 eine
kurvenförmige Oberfläche 52 auf, welche auf das vorstehende
Ende des Flansches 34 einwirkt, wenn der erhitzte Formteil
50 fortschreitend auf das Nest 48 zubewegt wird. Die
kurvenförmige Oberfläche 52 biegt den Flansch 34
fortschreitend in eine nach außen weisende Richtung in eine
Überlappungslage mit dem rohen Rand 28 bis die Fläche 54 des
Flansches 34 an dem äußeren Umfangsrand 56 der äußeren
Schale 12 anliegt. Der erhitzte Formteil 50 hält die Wärme
und den Druck auf den nachgeformten Flansch 34 aufrecht, um
zu bewirken, daß dieser sich zu der äußeren Schale 12 hin
verformt, diese netzartig umfaßt und einen kontinuierlich
geformtem Verbindungsflansch 58 bildet, der den Rand 28 und
die freigelegten Schaumteile 59 des Zwischenbauteils 42 in
der Form einer dazwischenliegenden Fläche abdeckt. Die
Einfüllöffnung 36 im Einsatz wird durch einen Zierstöpsel 60
abgedeckt. Wahlweise kann auch ein Endeinguß vorgesehen
werden, welcher unter dem nachverformten Flansch 34 an der
Scharnierbefestigungsfläche 64 verdeckt ist, indem eine
Ausnehmung im Rand des Schalenteils 12 und eine Öffnung 61
durch den Einsatz 16 an der Ausnehmung vorgesehen werden. In
diesem Fall ist kein Zierstöpsel notwendig. Das
Innenausstattungsteil 10 für ein Handschuhfach weist
infolgedessen einen Rückenteil auf, welcher ein fertiges
Aussehen ohne scharfe Kanten hat. Die Konstruktion beseitigt
die Notwendigkeit, eine separate Rückplatte und
Befestigungsteile zur Befestigung einer solchen Rückplatte
mit dem Einsatz vorzusehen. Dessen ungeachtet kann in der
geschilderten Ausführungsform der ausgebildete
Verbindungsflansch 58 als strukturelles Bauelement für die
Verbindung mit einem Scharnier 62 dienen. Insbesondere kann
die Längserstreckung 64 des Verbindungsflansches so
angeordnet werden, um eine erste Scharnierplatte 66 zu
haltern. Die erste Scharnierplatte 66 ist mit dem
Verbindungsflansch durch eine zweckmäßige Befestigung,
beipielsweise durch Schrauben 68 verbunden, die nicht allein
mit dem Verbindungsflansch 58 sondern durch diese hindurch
mit innenseitigen Segmenten des Einsatzes 16 verbunden
werden können, welche unterhalb des geformten
Verbindungsflansches 58 liegen. Die zweite Scharnierplatte
weist in sich Öffnungen auf, die zweckmäßige
Befestigungsmittel zur Verbindung der zweiten
Scharnierplatte mit einem Strukturbereich des
Fahrzeuginneren aufzunehmen, um die Tür 10 in geschlossener
oder offener Lage in bezug auf die Handschuhfachöffnung
anzuordnen.
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Die Figuren 8A bis 8D zeigen Stufen eines zweiten
Herstellverfahrens. Der Flansch 34 wird zuerst durch ein
Heißluftblasgerät 70 erhitzt, bis er verformbar ist. Zu
diesem Zeitpunkt wird eine Anzahl von Rollen 72
aufeinanderfolgend über den Flansch 34 geführt, um zu
bewirken, daß der vorstehende Teil über die rohe Kante eines
Schalenteils gelegt wird.
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Die Erfindung ist hier zu Erläuterungszwecken beschrieben
worden und es ist selbstverständlich, daß die Beschreibung
zu Zwecken der Erläuterung gebracht worden ist, und nicht um
die Erfindung einzuschränken.